矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究鉴定材料.doc
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1、矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究 鉴定材料新汶矿业集团公司翟镇煤矿二一五年一月鉴定材料目录鉴定材料之一矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究鉴定大纲鉴定材料之二计划任务书鉴定材料之三矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究工作报告鉴定材料之四矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究技术研究报告鉴定材料之五矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究工业性试验报告鉴定材料之六矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究效益分析报告 鉴定材料之七矿用隔爆
2、兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究科技查新报告鉴定材料之一矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究 鉴 定 大 纲新汶矿业集团公司翟镇煤矿二一五年一月一、成果名称:矿井隔爆兼本质安全型静止无功发生器的探索与应用二、成果来源:自选三、完成单位:新汶矿业集团公司翟镇煤矿四、研究起止时间:二一三年十一月-二一四年十二月五、鉴定类别:应用成果鉴定六、鉴定依据:科学技术成果鉴定办法七、鉴定组织:由组织鉴定单位聘请同行专家组成鉴定委员会,设主任委员和副主任委员。八、鉴定内容:1、该课题是否完成了计划任务书的要求。2、审查该课题技术资料是否齐全、完整,并符合有关
3、规定。3、评议该成果的创造性、先进性和成熟程度以及达到的水平。4、评议该成果的应用价值、推广条件和前景。5、提出存在的问题及改进意见。九、鉴定程序:1、宣读鉴定大纲。2、宣布鉴定委员会及名单。3、由鉴定委员会主任主持鉴定,听取课题汇报工作报告、技术研究报告、用户应用报告。4、考察生产现场、观看演示。5、专家质疑,主要研究人员答辩。6、主要研究人员回避,鉴定委员会讨论形成鉴定意见。7、鉴定专家签字8、鉴定会议结束十 、提供的鉴定资料1、鉴定大纲2、计划任务书3、工作报告4、技术研究报告5、工业性试验报告6、效益分析报告 7、技查新报告鉴定材料之二新矿集团技术创新项目计划立项建议书项目名称:矿用隔
4、爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究申报单位:泰山能源股份有限公司翟镇煤矿起止年限:2014年1月2014年12月项目负责人:胡佩东项目管理员: 李新海 新汶矿业集团公司制 2014年 10 月 28 日1.立项理由翟镇煤矿属于多年开采老矿井,随着开采年数的持续延长,井下供电距离越来越远,致使末端供电电压低,特别是在采掘工作面,生产用大负荷功率设备由于末端电压过低,致使设备正常启动困难,通常为避免采掘工作面大功率设备启动困难,通常采用使用大容量变压器、大截面的供电电缆、必要时另外开凿机电硐室将供电系统前移,这种方式不仅造成大量的投资浪费,而且占用大量生产劳动力,严重时还会
5、影响正常的运行生产。低压供电系统由于设备较多,设备运行功率因数不同,整个低压供电网络运行功率因数较低,一般只有0.7左右,导致供电线路运行电流大,线路损耗大。随着变频设备投入使用供电网络中谐波含量增加,导致设备运转不正常,需要降低电网中的谐波含量保证设备的正常运转。2.项目实施方案以矿井低压供电系统为研究对象,从系统工程的角度对整个供电系统进行分析,以系统安全可靠性为核心,以提高整个系统的功率因数和综合效益为目标,紧紧围绕系统优化、新型装备的研究开发过程中的关键技术进行创新性研究与应用。总体创新思路如下:(1)根据现场设备运行功率因数、运行电流进行分析,研究系统的安全可靠性理论,对其可靠性影响
6、因素进行分析,进行供电系统的可靠性优化设计。 (2)根据设备装机容量、运行负荷计算选用设备补偿容量。(3)在满足煤矿安全生产需求的前提下,创新性地选择设备。(4)在全矿区进行新产品的推广应用。3.项目创新点(关键技术、特点、技术的先进性) 1、推广应用静止无功发生器在实际生产中最大程度补偿了无功负荷,提高了运行电压,保证设备正常的开机。利用其反应速度迅速的优点,避免了大功率设备启动时产生的冲击浪涌损伤电机,降低了采掘系统运行电流,降低了运行温度、增加了机电设备运行寿命。 2、由于煤矿采掘工作面的对机电设备必须隔爆特殊要求,选用了其带有本质安全型无功补偿设备,这样即使在最恶劣的工作环境下,也能够
7、确保生产运行安全。3、利用其有源滤波功能的反应迅速、滤波范围广,能够对采掘面非线性设备产生最多、危害大的5、7、11、13谐波进行滤除,减少了对机电设备危害,提高了设备正常运行基础。 4、利用其自身轻便、移动方便、补偿效果好、末端供电电压提高明显等优点,避免了以往传统为了提高末端供电电压,需要大量人力物力开凿机电硐室,并对供电系统进行搬迁,影响正常运行生产。5、使用静止无功发生器以后,降低了运行电流,提高了功率因数,使采掘供电系统基本保持在了纯有功功率的条件下运行,这样在设计初期可以选用合理容量变压器、以及适当截面的电缆,并且能够提高现有变压器、电缆设备利用率,同时还降低损耗,最大程度上减少了
8、经济投资。4.技术、经济指标(经济效益和社会效益两方面) 提高低压供电系统运行功率因数,降低电源侧电流,降低使用电缆截面,减少成本投入约2.8万元(一个综采工作面)。提高运行功率因数,年节约用电量约15KWH(一个综采工作面、一个综掘工作面)提高线路末端电压,保证大型设备正常运转。减少电网谐波含量,提高供电安全性。5.达到的技术水平、经济、社会效益及推广应用前景 静止无功发生器的诞生全面解决了补偿投切反应慢、并且没有冲击电流、自身带有的有源滤波功能有效的滤除多种谐波,能够改善电能质量,但价格昂贵。使用静止无功发生器以后,降低了运行电流,提高了功率因数,使采掘供电系统基本保持在了纯有功功率的条件
9、下运行,这样在设计初期可以选用合理容量变压器、以及适当截面的电缆,并且能够提高现有变压器、电缆设备利用率,同时还降低损耗,最大程度上减少了经济投资。其本身为本质安全型,适应井下各种环境,适应能力强,推广范围广。6.地点、试验规模及进度安排试验地点:翟镇煤矿井下试验规模:全过程试验进度安排: 1、2014年2月份完成调研工作。2、2014年4月份确定设计方案。3、2014年4月11月份逐步实施。4、2014年12月份总结材料。7项目研究人员名单姓名性别部门职称承担内容负责人胡佩东男翟镇矿机电矿长管理员李新海男翟镇矿运输副总项目主要参加人徐兴民男翟镇矿机电主任王向阳男翟镇矿机电副主任尹承山男翟镇矿
10、助工梁志国男翟镇矿技术员刘仕磊男翟镇矿助工刘国男翟镇矿助工8、需要增添的设备、仪器、材料明细表附表1 新增关键设备、仪器费用及电费(30万元/台以下) 单位:万元设备名称型 号台数单 价金 额耗 电(千瓦时)电 价(元/千瓦时)金 额合 计矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器BJS-500/1140249.5991.50.620.93元99附表2 设备折旧费及动力费 单位:万元设备名称型号台数原价占用时间(天)折旧费耗电(千瓦时)电 价(元/千瓦时)金 额合计矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器BJS-500/1140149.5 49.5附表4 非研发人员人工费 单位:万元试 验 单 位承 担 任
11、 务人 数工期(天数)人工费充采工区现场安装试验11969、研发费用预算:费用名称小计金额(万元)2014年2015年1.矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器49.549.5研发费用预算总支出:49.549.5说明:跨年度的要分别按年度填写,但汇总年度技术开发费用表时,只统计当年的费用预算。翟镇煤矿负责项目的试验应用,技术力量雄厚,仪器、设备能满足试验要求。同时,能为项目提供资金保证,为试验提供现场服务。10.申报单位及协作单位概况与条件(现有技术基础等)11.申报单位意见 盖章 年 月 日鉴定材料之三矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器在井下低压供电系统中的应用研究 工 作 报 告新汶矿业集团公
12、司翟镇煤矿二一五年一月1、企业简介新汶矿业集团公司翟镇煤矿是国有大型矿井, 1993年建成投产,是核定年生产能力170万吨的大型现代化矿井。配套建有大型现代化选煤厂,原煤全部入洗。产品有动力精煤、冶炼精煤、洗混煤和优质块煤等多个品种。“翟镇”精煤、“双八”精煤畅销国内外。经营范围涉及煤炭、电力、机械制修等多个领域,在山西、内蒙、新疆建有三大煤炭基地,产能达1200多万吨。围绕国家级矿产资源节约综合利用示范基地建设,结合企业实际,确立了“五型六化”矿井创建目标,牢固树立绿色开采,安全发展理念,创新实施以充填开采为核心,以系统节能、清洁生产、环境整治为支撑的煤矿绿色开采模式,实现了“矸石不升井、污
13、水不外排、采场不产尘、采动不影响、资源不浪费”的目标。以先进文化为引领,深入推进以“立信、重信、守信,学习力、执行力、发展力”为核心的“3+3”安全诚信文化建设,有力的提升了矿井安全生产整体水平。矿井已实现连续安全生产4300多天,安全产煤2100多万吨。矿井先后荣获全国安全文化建设示范企业、国家级绿色矿山试点单位、煤炭工业双十佳矿井、煤炭工业科技进步十佳矿、行业一级安全高效矿井、全国重合同守信用企业、齐鲁先锋基层党组织等80多项省部级以上荣誉称号。2、 项目背景翟镇煤矿属于多年开采老矿井,随着开采年数的持续延长,井下供电距离越来越远,致使末端供电电压低,特别是在采掘工作面,生产用大负荷功率设
14、备由于末端电压过低,致使设备正常启动困难,通常为避免采掘工作面大功率设备启动困难,通常采用使用大容量变压器、大截面的供电电缆、必要时另外开凿机电硐室将供电系统前移,这种方式不仅造成大量的投资浪费,而且占用大量生产劳动力,严重时还会影响正常的运行生产。3、国内外现状及主要研究、实验内容: 1)通过分析讨论后,我们确定认为采掘工作面电压过低主要是由于供电距离长、电流高、功率因数低、以及谐波集肤效应造成。原因是,第一:我国所产电机设备,由于工艺技术原因一般功率因数比较低,大约0.7左右,而且长期在轻载下运行,这样就需要大量的无功,致使设备运行无功电流高。第二:随着掘进延长、回采面远,供电距离也随之增
15、加,加大了线路内阻,造成压降。第三:煤矿现代化应用,非线性设备增多,谐波含量增加,也是造成电压过低的原因。2)通过查找资料,现如今国内外无功补偿的方式有三种,第一种:分组投切电容器方式,此种缺点投切反应速度慢,投切时冲击电流大,容易拉弧、治理滤波效果差、无法改善系统电能质量。第二种:静止型动态无功补偿装置(SVC),此种方式利用晶闸管控制投切容量,反应速度有所提高,煤矿应用较为广泛,但是与FC配合的滤波面单一,无法满足多种要求。第三种:磁阀式补偿方式,通过高阻抗电抗器磁通的调节,因其损耗大,运行成本高,调节速度慢,补偿范围有一定的限制,属于淘汰技术。而现如今静止无功发生器的诞生全面解决了补偿投
16、切反应慢、并且没有冲击电流、自身带有的有源滤波功能有效的滤除多种谐波,能够改善电能质量,但价格昂贵。3)研究课题最终要达到解决的目的就是,在不影响正常的运行生产前提下,采取更加经济有效措施,避免大容量变压器、电缆以及开凿机电硐室的投资浪费,最大程度保证采掘工作面电能质量。要达到这些要求,必须保证,第一提高供电功率因数,提高供电设备利用率。第二:计算合理经济的就地补偿安装点,满足采掘设备距离不能太远。第三:补偿设备要轻便,满足工作面移动要求。第四:具有多种滤波功能,达到改善采掘面供电质量。经过调研与排查,最终确定静止无功补偿发生器均能满足要求,根据系统运行情况设定了运行参数,并安装。 4)根据采
17、掘工作面电气设备种类要求,以及安装设备现场实际要求,我们制定了一整套完善、具体的安装、运行方案,并且对假如增加无功静止发生器后可能要产生的不利因素也做了预案(例如设备在放置巷道内存在运输机车碰撞,片帮、坍塌损坏补偿设备等危险)。4、项目组织管理2014年3月份新汶矿业集团公司机电部部长与翟镇煤矿机电运输部主任共同调研,到生产厂家实地查看,并且对设备各项功能进行仔细询问,生产单位技术人员作出详细解释,现场对设备供电,对各项功能进行现场试验,保证功能有效齐全。2014年4月份矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器到矿,厂家人员随设备到矿。4月20日设备下井,安排充采工区在其综采工作面开关站进行安装,此
18、设备安装简单,只需按照井下隔爆开关安装方法安装即可,首次安装一人用时1小时安装完毕并试运转正常。安装完毕后只需在用户设置单元对其使用功能进行设置即可。5、工业性试验安装完毕后在综采工作面进行试验,当未启用该设备时,低压供电网络运行功率因数在0.7左右。当设备投入运行使用其无功补偿功能后,低压供电网络运行功率因数在0.99,设备运行功率因数明显提高。 在综掘工作面试运行该设备的电压补偿功能。当掘进工作面掘至1600米左右时,迎头综掘机启动时信号综保出现跳电现象,为此投入矿用隔爆兼本质安全型静止无功发生器的电压补偿功能,投入后设备运行正常。1)培训组织针对新设备投用,翟镇煤矿机电运输部组织矿井井下
19、采掘单位机电维修人员参加配需。聘请生产厂家技术人员在机电运输部学习室进行讲课,对设备运行原理、工作模式、设备运行参数调整情况、运行注意事项、一般性设备故障及解决方案进行讲解,确保设备正规使用,保证矿井安全生产。2)管理制度、运行规程针对工区使用情况,对各单位使用办法进行规定,SVG负荷侧设备运行时SVG必须投入运行,工区管理人员对设备运行情况进行监督检查,发现不正常使用的对该工作面机电维修人员进行考核。矿机电设备检查人员发现不正常使用的对工区进行考核,保证设备正常使用。 为保证设备完好,规定工区机电维修人员每月对设备进行拆检一次,发现问题及时处理,保证设备正常运转。6、成果特点及创新性(1)新
20、矿集团首家煤矿井下应用静止无功发生器,在实际生产中最大程度补偿了无功负荷,提高了运行电压,保证设备正常的开机。利用其反应速度迅速的优点,避免了大功率设备启动时产生的冲击浪涌损伤电机,降低了采掘系统运行电流,降低了运行温度、增加了机电设备运行寿命。 (2)由于煤矿采掘工作面的对机电设备必须隔爆特殊要求,选用了其带有本质安全型无功补偿设备,这样即使在最恶劣的工作环境下,也能够确保生产运行安全。(3)利用其有源滤波功能的反应迅速、滤波范围广,能够对采掘面非线性设备产生最多、危害大的5、7、11、13谐波进行滤除,减少了对机电设备危害,提高了设备正常运行基础。 (4)利用其自身轻便、移动方便、补偿效果
21、好、末端供电电压提高明显等优点,避免了以往传统为了提高末端供电电压,需要大量人力物力开凿机电硐室,并对供电系统进行搬迁,影响正常运行生产。(5)使用静止无功发生器以后,降低了运行电流,提高了功率因数,使采掘供电系统基本保持在了纯有功功率的条件下运行,这样在设计初期可以选用合理容量变压器、以及适当截面的电缆,并且能够提高现有变压器、电缆设备利用率,同时还降低损耗,最大程度上减少了经济投资。7、主要研究人员课题工作人员(单位、姓名、教育程度、职务、职称):翟镇煤矿 胡佩东 本科 副矿长 高级工程师 翟镇煤矿 李新海 本科 副 总 工程师 翟镇煤矿 徐兴民 本科 主 任 工程师 翟镇煤矿 王向阳 专
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